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1[국회직 9급 기계설계] 21년 1회차
다음 그림과 같이 단순화된 단식 블록 브레이크에서 지름이 DD 인 드럼이 회전하고 있고 브레이크 레버의 조작력을 FF 라고 하자. 모멘트 평형을 고려할 때, 다음 중 브레이크의 제동 토크를 증가시킬 수 있는 방안이 아닌 것은?
문제 이미지
1
DD를 증가
2
FF를 증가
3
aa를 증가
4
bb를 감소
5
cc를 증가
해설

제동 토크를 키우는 방안이 아닌 것은 cc를 증가시키는 것이다.

드럼이 시계 방향으로 돌면 접촉면의 드럼 표면은 위로 움직이므로 블록은 위쪽 마찰력을 받는다. 이 마찰력은 레버 힌지에 대해 수직력과 같은 방향의 모멘트를 만들어, 조작력의 모멘트에 맞선다.

Fa=Nb+μNcFa=Nb+\mu Nc
N=Fab+μcN=\dfrac{Fa}{b+\mu c}

T=μND2=μFaD2(b+μc)T=\mu N\dfrac{D}{2}=\dfrac{\mu FaD}{2(b+\mu c)}

  • DD를 증가시키면 마찰력의 작용 반지름이 커져 토크가 증가한다.
  • FF를 증가시키면 수직력이 커져 토크가 증가한다.
  • aa를 증가시키면 조작력의 모멘트 팔이 길어져 토크가 증가한다.
  • bb를 감소시키면 분모가 작아져 수직력과 토크가 증가한다.

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